(57)【要約】【課題】  フィンが目詰まりすることを抑制して送風量の減少を防止する。【解決手段】  湾曲部３ｂに設けた突起部３ｄの平面部３ｅを空気流れに対して略平行とするとともに、突起部３ｄを切り起こす際に形成される穴３ｆが平面部３ａまで到達せず、湾曲部３ｂ内のみに止まるようにする。これにより、突起部３ｄに塵埃等が堆積し難くいので、フィン３が目詰まりし難い。したがって、通風抵抗の増大を招き難いので、ラジエータ１を通過する送風量が減少してしまうことを未然に防止でき、ラジエータ１の冷却能力が低下してしまうことを防止できる。また、湾曲部３ｂと平面部３ａとを繋ぐ部位の断面積が縮小してしまうことを防止できるので、湾曲部３ｂから平面部３ａに伝わる熱量が低下してしまうことを防止できる。延いては、フィン３での熱交換能力が低下してしまうことを抑制できるので、ラジエータ１の冷却能力が低下してしまうことを抑制できる。【選択図】        図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
扁平断面形状を有し、内部に流体が流れるチューブ（２）と、
前記チューブ（２）の扁平面（２ａ）に接合されて前記チューブ（２）外を流れる空気と前記チューブ（２）内を流れる流体との熱交換を促進するとともに、空気の流通方向と略平行な面を有する平面部（３ａ）及び隣り合う前記平面部（３ａ）間を繋ぐ湾曲部（３ｂ）を有して波状に成形されたフィン（３）と有し、
前記フィン（３）は、前記湾曲部（３ｂ）の外側にて前記チューブ（２）に接合されており、
さらに、前記湾曲部（３ｂ）の内側には、先端側が空気流れ下方側に向いた突起部（３ｄ）が設けられていることを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
前記突起部（３ｄ）は、先端側に向かうほど断面積が縮小するように略三角状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
前記突起部（３ｄ）は、前記湾曲部（３ｂ）にそれぞれに複数個設けられており、
さらに、前記湾曲部（３ｂ）に設けられた複数個の前記突起部（３ｄ）は、空気の流通方向に略直列に並んでいることを特徴とする請求項１または２に記載の熱交換器。
【請求項４】
扁平断面形状を有し、内部に流体が流れるチューブ（２）と、
前記チューブ（２）の扁平面（２ａ）に接合されて前記チューブ（２）外を流れる空気と前記チューブ（２）内を流れる流体との熱交換を促進するとともに、空気の流通方向と略平行な面を有する平面部（３ａ）及び隣り合う前記平面部（３ａ）間を繋ぐ湾曲部（３ｂ）を有して波状に成形されたフィン（３）と有し、
前記フィン（３）は、前記湾曲部（３ｂ）の外側にて前記チューブ（２）に接合されており、
さらに、前記湾曲部（３ｂ）の内側には、空気の流通方向に対して略平行な平面（３ｅ）を有する突起部（３ｄ）が設けられていることを特徴とする熱交換器。
【請求項５】
前記突起部（３ｄ）は、前記湾曲部（３ｂ）にそれぞれに複数個設けられており、
さらに、前記湾曲部（３ｂ）に設けられた複数個の前記突起部（３ｄ）は、空気の流通方向に千鳥状に並んでいることを特徴とする請求項４に記載の熱交換器。
【請求項６】
前記チューブ（２）の長手方向において隣り合う前記湾曲部（３ｂ）が近接するように、隣り合う前記平面部（３ａ）同士が空気の流通方向から見て略ハの字状に傾いていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の熱交換器。
【請求項７】
前記突起部（３ｄ）は、前記湾曲部（３ｂ）の一部が切り起こされて形成されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は熱交換器に関するもので、内燃機関の冷却水と大気とを熱交換して冷却水を冷却するラジエータに適用して有効である。
【背景技術】
【０００２】
車両用エンジン（内燃機関）のエンジン冷却水を冷却する従来のラジエータは、扁平断面形状を有するチューブと、チューブの扁平面に接合された空気との伝熱面積を促進するフィンと有して構成されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
そして、空気の流通方向と略平行な面を有する平面部及び隣り合う平面部間を繋ぐ湾曲部を有するようにフィンを波状に形成するとともに、先端側が空気流れ上方側に向いた突起部を各湾曲部の内側に１個づつ設けている。
【特許文献１】特開平８−２７１１６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に記載の発明では、突起部の先端が空気流れ上方側に向くように湾曲部の内側を切り起こしているので、突起部に塵埃等が堆積し易く、フィンの目詰まりに伴う通風抵抗の増大を招き易い。
【０００５】
そして、フィンの目詰まりによって通風抵抗が増大すると、ラジエータを通過する送風量が減少するので、ラジエータの冷却能力が低下してしまう。
【０００６】
本発明は、上記点に鑑み、第１には、従来と異なる新規な熱交換器を提供し、第２には、フィンが目詰まりすることを抑制して送風量の減少を防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、扁平断面形状を有し、内部に流体が流れるチューブ（２）と、チューブ（２）の扁平面（２ａ）に接合されてチューブ（２）外を流れる空気とチューブ（２）内を流れる流体との熱交換を促進するとともに、空気の流通方向と略平行な面を有する平面部（３ａ）及び隣り合う平面部（３ａ）間を繋ぐ湾曲部（３ｂ）を有して波状に成形されたフィン（３）と有し、フィン（３）は、湾曲部（３ｂ）の外側にてチューブ（２）に接合されており、さらに、湾曲部（３ｂ）の内側には、先端側が空気流れ下方側に向いた突起部（３ｄ）が設けられていることを特徴とする。
【０００８】
そして、本発明では、突起部（３ｄ）の先端側が空気流れ下流側に向いているので、突起部（３ｄ）に塵埃等が堆積し難く、フィン（３）が目詰まりし難い。
【０００９】
したがって、通風抵抗の増大を招き難いので、熱交換器を通過する送風量が減少してしまうことを未然に防止でき、熱交換器の熱交換能力が低下してしまうことを防止できる。
【００１０】
ところで、例えば本発明に係る熱交換器にて流体を空気にて冷却する場合には、チューブ（２）内を流れる流体の熱は、チューブ（２）の外表面から空気中に放熱される熱、及びチューブ（２）からフィン（３）に伝わってフィン（３）から空気中に放熱される熱があるが、当然ながら、チューブ（２）の外表面に接合された湾曲部（３ｂ）がフィン（３）の中で最も高温となるので、湾曲部（３ｂ）と空気との温度差が最も大きな温度差となる。
【００１１】
このとき、本発明では、湾曲部（３ｂ）に突起部（３ｄ）を設けているので、湾曲部（３ｂ）を流れる空気流れを乱すことができ、湾曲部（３ｂ）において温度境界層が成長してしまうことを抑制できる。
【００１２】
したがって、湾曲部（３ｂ）においても、積極的に熱交換を行うことができるので、熱交換器の熱交換能力を向上することができる。
【００１３】
なお、引用文献１に記載の発明における湾曲部に設けられた突起部は、突起部の先端側を空気流れ上流側に向けるとともに、湾曲部に流入した空気を平面部、つまり平面部に設けられたルーバ側に転向させて平面部における熱交換を促進するもので、湾曲部においても積極的に熱交換を促進するものではない。
【００１４】
請求項２に記載の発明では、突起部（３ｄ）は、先端側に向かうほど断面積が縮小するように略三角状に形成されていることを特徴とするものである。
【００１５】
請求項３に記載の発明では、突起部（３ｄ）は、湾曲部（３ｂ）にそれぞれに複数個設けられており、さらに、湾曲部（３ｂ）に設けられた複数個の突起部（３ｄ）は、空気の流通方向に略直列に並んでいることを特徴とするものである。
【００１６】
請求項４に記載の発明では、扁平断面形状を有し、内部に流体が流れるチューブ（２）と、チューブ（２）の扁平面（２ａ）に接合されてチューブ（２）外を流れる空気とチューブ（２）内を流れる流体との熱交換を促進するとともに、空気の流通方向と略平行な面を有する平面部（３ａ）及び隣り合う平面部（３ａ）間を繋ぐ湾曲部（３ｂ）を有して波状に成形されたフィン（３）と有し、フィン（３）は、湾曲部（３ｂ）の外側にてチューブ（２）に接合されており、さらに、湾曲部（３ｂ）の内側には、空気の流通方向に対して略平行な平面（３ｅ）を有する突起部（３ｄ）が設けられていることを特徴とする。
【００１７】
そして、本発明では、突起部（３ｄ）の平面（３ｅ）を空気流れに対して略平行としているので、突起部（３ｄ）に塵埃等が堆積し難く、フィン（３）が目詰まりし難い。
【００１８】
したがって、通風抵抗の増大を招き難いので、熱交換器を通過する送風量が減少してしまうことを未然に防止でき、熱交換器の熱交換能力が低下してしまうことを防止できる。
【００１９】
請求項５に記載の発明では、突起部（３ｄ）は、湾曲部（３ｂ）にそれぞれに複数個設けられており、さらに、湾曲部（３ｂ）に設けられた複数個の突起部（３ｄ）は、空気の流通方向に千鳥状に並んでいることを特徴とするものである。
【００２０】
請求項６に記載の発明では、チューブ（２）の長手方向において隣り合う湾曲部（３ｂ）が近接するように、隣り合う平面部（３ａ）同士が空気の流通方向から見て略ハの字状に傾いていることを特徴とする。
【００２１】
これにより、湾曲部（３ｂ）のうちチューブ（２）の長手方向と平行な部位の寸法を隣り合う平面部（３ａ）同士を平行にした場合に比べて大きくすることができるので、突起部（３ｄ）の突出寸法を平面部（３ａ）同士を平行にした場合に比べて大きくすることができ、放熱面積を増大させることができる。
【００２２】
また、隣り合う平面部（３ａ）同士が空気の流通方向から見て略ハの字状に傾くように平面部（３ａ）を傾けているので、空気の流通方向から見て、湾曲部（３ｂ）と、この湾曲部（３ｂ）の両側に連なる２枚の平面部（３ａ）とが略三角形となり、三角形の底辺部分、つまり湾曲部（３ｂ）側が通風通路断面積が大きくなる。
【００２３】
そして、この通風通路断面積が大きくなる湾曲部（３ｂ）側に突起部（３ｄ）を設けているので、突起部（３ｄ）にて効率よく放熱することができる。
【００２４】
請求項７に記載の発明では、突起部（３ｄ）は、湾曲部（３ｂ）の一部が切り起こされて形成されていることを特徴とする。
【００２５】
これにより、突起部（３ｄ）を切り起こす際に形成される穴は、平面部（３ａ）まで拡大しておらず、湾曲部（３ｂ）内のみに止まる。
【００２６】
したがって、湾曲部（３ｂ）と平面部（３ａ）とを繋ぐ部位の断面積が縮小してしまうことを防止できるので、湾曲部（３ｂ）から平面部（３ａ）に伝わる熱量が低下してしまうことを防止できる。
【００２７】
延いては、フィン（３）での熱交換能力が低下してしまうことを抑制できるので、熱交換器の放熱能力が低下してしまうことを抑制できる。
【００２８】
因みに、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
（第１実施形態）
本実施形態は、本発明に係る熱交換器を車両用エンジンを冷却するエンジン冷却水と空気とを熱交換するラジエータ１に本発明を適用したもので、図１は本実施形態に係るラジエータ１の正面図であり、図２、３は本実施形態に係るラジエータ１の要部を示す図である。
【００３０】
図１中、チューブ２は内部にエンジン冷却水が流れる金属（本実施形態では、アルミニウム合金）製の管であり、このチューブ２は、長径方向が空気の流通方向（図１の紙面垂直方向）と略一致するように断面形状が扁平状に形成されている。
【００３１】
なお、チューブ２の長手方向は水平方向に一致しており、各チューブ２は、上下方向に積層されるように互いに並列に並んでいる。
【００３２】
フィン３は、チューブ２の扁平面２ａに接合されてチューブ２外を流れる空気とチューブ２内を流れる流体との熱交換を促進するとともに、空気の流通方向と略平行な面を有する平面部３ａ及び隣り合う平面部３ａ間を繋ぐ湾曲部３ｂを有して波状に成形されたものである。
【００３３】
なお、フィン３は、湾曲部３ｂの外側にて扁平面２ａにろう接されている。ここで、「ろう接」とは、例えば「接続・接合技術」（東京電機大学出版局）に記載されているように、ろう材やはんだを用いて母材を溶融させないように接合する技術を言う。
【００３４】
因みに、融点が４５０℃以上の溶加材を用いて接合するときをろう付けと言い、その際の溶加材をろう材と呼び、融点が４５０℃以下の溶加材を用いて接合するときをはんだ付けと言い、その際の溶加材をはんだと呼ぶ。
【００３５】
そして、平面部３ａには、図２及び図３に示すように、平面部３ａの一部を切り起こして鎧窓状としたルーバ３ｃが設けられており、このルーバ３ｃは、空気流れを蛇行させるように攪乱して熱伝達率を増大させてラジエータ１の熱交換能力を高めるものである。
【００３６】
また、湾曲部３ｂの内側には、先端側が空気流れ下方側に向いた突起部３ｄが複数個設けられており、この突起部３ｄは、先端側に向かうほど断面積が縮小するように、空気の流通方向から見て略三角状に形成されているとともに、空気の流通方向に略直列に並んでいる。
【００３７】
なお、突起部３ｄは湾曲部３ｂの一部のみを切り起こすることにより形成されており、突起部３ｄを切り起こす際に形成される穴は、平面部３ａまで拡大しておらず、湾曲部３ｂ内のみに止まっている。
【００３８】
因みに、フィン３は、薄板帯板状のアルミニウム合金材にローラ成形を施すことにより波状に成形されたもので、波状に成形する際にルーバ３ｃ及び突起部３ｄが切り起こされる。
【００３９】
次に、本実施形態に係るラジエータ１の特徴を述べる。
【００４０】
チューブ２内を流れる冷却水の熱は、チューブ２の外表面から空気中に放熱される熱、及びチューブ２からフィン３に伝わってフィン３から空気中に放熱される熱があるが、当然ながら、チューブ２の外表面に接合された湾曲部３ｂがフィン３の中で最も高温となるので、湾曲部３ｂと空気との温度差が最も大きな温度差となる。
【００４１】
このとき、本実施形態では、湾曲部３ｂに突起部３ｄを設けているので、湾曲部３ｂを流れる空気流れを乱すことができ、湾曲部３ｂにおいて温度境界層が成長してしまうことを抑制できる。
【００４２】
したがって、湾曲部３ｂにおいても、積極的に熱交換を行うことができるので、ラジエータ１の熱交換能力、つまり放熱能力を向上することができる。
【００４３】
なお、引用文献１に記載の発明における湾曲部に設けられた突起部は、突起部の先端側を空気流れ上流側に向けるとともに、湾曲部に流入した空気を平面部、つまりルーバ側に転向させて平面部における熱交換を促進するもので、湾曲部においても積極的に熱交換を促進するものではない。
【００４４】
また、本実施形態では、突起部３ｄの先端側を空気流れ下流側に向けているので、突起部３ｄに塵埃等が堆積し難く、フィン３が目詰まりし難い。したがって、通風抵抗の増大を招き難いので、ラジエータ１を通過する送風量が減少してしまうことを未然に防止でき、ラジエータ１の冷却能力が低下してしまうことを防止できる。
【００４５】
（第２実施形態）
第１実施形態に係る突起部３ｄは、空気の流通方向から見て略三角状に形成されていたが、本実施形態は、図４及び図５に示すように、突起部３ｄの平面部３ｅを空気流れに対して略平行とするとともに、複数個の突起部３ｄを空気の流通方向に千鳥状に配置したものである。なお、図４及び図５は、本実施形態の要部を示す図である。
【００４６】
また、突起部３ｄは、第１実施形態と同様に、湾曲部３ｂの一部のみをチューブ２の長手方向に切り起こすることにより形成されており、突起部３ｄを切り起こす際に形成される穴３ｆは、平面部３ａまで拡大しておらず、湾曲部３ｂ内のみに止まっている。
【００４７】
次に、本実施形態の特徴を述べる。
【００４８】
本実施形態においても、湾曲部３ｂに突起部３ｄを設けているので、湾曲部３ｂを流れる空気流れを乱すことができ、湾曲部３ｂにおいて温度境界層が成長してしまうことを抑制できる。
【００４９】
したがって、湾曲部３ｂにおいても、積極的に熱交換を行うことができるので、ラジエータ１の熱交換能力、つまり放熱能力を向上することができる。
【００５０】
また、突起部３ｄを千鳥状に配置しているので、湾曲部３ｂにおいて温度境界層が成長してしまうこと確実に防止でき、ラジエータ１の熱交換能力、つまり放熱能力を向上することができる。
【００５１】
また、本実施形態では、突起部３ｄの平面部３ｅを空気流れに対して略平行としているので、突起部３ｄに塵埃等が堆積し難く、フィン３が目詰まりし難い。したがって、通風抵抗の増大を招き難いので、ラジエータ１を通過する送風量が減少してしまうことを未然に防止でき、ラジエータ１の冷却能力が低下してしまうことを防止できる。
【００５２】
また、突起部３ｄは、湾曲部３ｂの一部のみを切り起こすることにより形成されているので、前述のごとく、突起部３ｄを切り起こす際に形成される穴３ｆは、平面部３ａまで拡大しておらず、湾曲部３ｂ内のみに止まる。
【００５３】
したがって、湾曲部３ｂと平面部３ａとを繋ぐ部位の断面積が縮小してしまうことを防止できるので、湾曲部３ｂから平面部３ａに伝わる熱量が低下してしまうことを防止できる。延いては、フィン３での熱交換能力が低下してしまうことを抑制できるので、ラジエータ１の冷却能力が低下してしまうことを抑制できる。
【００５４】
（第３実施形態）
本実施形態は、図６及び図７に示すように、チューブ２の長手方向において隣り合う湾曲部３ｂが近接するように、隣り合う平面部３ａ同士が空気の流通方向から見て略ハの字状に傾くようにしたものである。
【００５５】
つまり空気の流通方向から見て、湾曲部３ｂと、この湾曲部３ｂの両側に連なる２枚の平面部３ａとが略２等辺三角形となるように、隣り合う湾曲部３ｂを近接させたものである。
【００５６】
これにより、湾曲部３ｂのうちチューブ２の長手方向と平行な部位の寸法Ｗを隣り合う平面部３ａ同士を平行にした場合（図４参照）に比べて大きくすることができるので、突起部３ｄの突出寸法ｈを平面部３ａ同士を平行にした場合に比べて大きくすることができ、放熱面積を増大させることができる。
【００５７】
また、隣り合う平面部３ａ同士が空気の流通方向から見て略ハの字状に傾くように平面部３ａを傾けて略三角形状としているので、底辺部分、つまり湾曲部３ｂ側が通風通路断面積が大きくなる。
【００５８】
そして、この通風通路断面積が大きくなる湾曲部３ｂ側に突起部３ｄを設けているので、突起部３ｄにて効率よく放熱することができる。
【００５９】
なお、本実施形態及び第２実施形態では、突起部３ｄの平面部３ｅを平面部３ａと略平行にしたが、本実施形態及び第２実施形態はこれに限定されるものではない。
【００６０】
また、本実施形態は、第２実施形態と同様な突起部３ｄを有するラジエータ１に適用が限定されるものではなく、第１実施形態と同様な突起部３ｄを有するラジエータ１にも適用できる。
【００６１】
（その他の実施形態）
上述の実施形態では、車両用ラジエータに本発明を適用したが、本発明の適用はこれに限定されるものではない。
【００６２】
また、上述の実施形態では、フィン３を矩形波状としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば正弦波状としてもよい。
【００６３】
また、本発明は、特許請求の範囲に記載された発明の趣旨に合致するものではればよく、上述の実施形態に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の実施形態に係るラジエータの正面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るラジエータの要部を示す図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係るラジエータの要部を示す図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係るラジエータの要部を示す図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係るラジエータの要部を示す図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係るラジエータの要部を示す図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係るラジエータの要部を示す図である。
【符号の説明】
【００６５】
２…チューブ、３…フィン、３ａ…平面部、３ｂ…湾曲部、
３ｃ…ルーバ、３ｄ…突起部、３ｅ…平面部、３ｆ…穴。
【図１】
2005055096.tif 000003
【図２】
2005055096.tif 000004
【図３】
2005055096.tif 000005
【図４】
2005055096.tif 000006
【図５】
2005055096.tif 000007
【図６】
2005055096.tif 000008
【図７】
2005055096.tif 000009